Kış aylarında dış mekan şemsiyelerinin ve membran yapıların çökmesini önlemenin temel yolu, yapının üzerine binecek olan karın ağırlığını doğru tahmin etmek ve bu veriye uygun bir mühendislik planlaması yapmaktır. Kar yükü hesabı, sadece şemsiyenin kumaş dayanıklılığını değil, aynı zamanda taşıyıcı direklerin, kolların ve bağlantı noktalarının toplam mukavemetini belirleyen kritik bir güvenlik parametresidir. Doğru analiz edilmemiş bir yapı, yoğun bir yağışın ardından biriken ıslak karın ağırlığı altında kolayca deforme olabilir veya tamamen yıkılabilir.
Kar yükü, bir yapının üzerine yağan ve biriken karın yerçekimi etkisiyle oluşturduğu düşey basınç olarak tanımlanır. Dış mekan yapıları olan şemsiyeler, tenteler ve membran sistemler, genellikle geniş yüzey alanlarına sahip oldukları için kar birikmesine oldukça müsaittirler. Bu yapıların kar yüküne karşı dirençli olması hem mülk güvenliği hem de yapı altında bulunan insanların emniyeti açısından hayati bir önem taşır. Özellikle ticari işletmelerde kullanılan büyük şemsiyelerin çökmesi, ciddi maddi hasarların yanı sıra operasyonel duraksamalara da yol açabilir.
Mühendislik açısından kar yükü, "hareketli yük" kategorisinde değerlendirilir ancak rüzgar yüküyle birleştiğinde karmaşık bir statik durum oluşturur. Bir yapının tasarım aşamasında kar yükünün ihmal edilmesi, kış aylarında beklenmedik maliyetlere davetiye çıkarır. Karın özkütlesi, yağışın tipine göre (toz kar, sulu kar veya buzlanmış kar) değişkenlik gösterdiğinden, hesaplamaların en kötü senaryo baz alınarak yapılması gerekir. Bu durum, yapının sadece ayakta kalmasını değil, aynı zamanda formunu koruyarak uzun yıllar boyunca hizmet vermesini sağlar.
Kar yükü hesaplanırken sabit bir rakamdan bahsetmek mümkün değildir; çünkü her yapının bulunduğu konum ve fiziksel özellikleri farklıdır. Bir şemsiyenin üzerine binecek yükü belirlerken çevresel koşullar ile yapının geometrisi arasındaki etkileşim titizlikle incelenmelidir.
Yapının inşa edildiği veya kurulduğu bölgenin iklim özellikleri, kar yükü hesabındaki en belirleyici unsurdur. Türkiye gibi farklı iklim kuşaklarının bir arada görüldüğü ülkelerde, Antalya’daki bir şemsiye tasarımı ile Erzurum’daki bir şemsiye tasarımı arasında dağlar kadar fark vardır. Bölgesel istatistikler, son 50 veya 100 yılda kaydedilen maksimum kar kalınlıklarını temel alır. Bu veriler ışığında oluşturulan kar bölgeleri haritaları, mühendislerin metrekare başına kaç kilogramlık bir yükü baz alacağını gösterir. Örneğin, sahil şeridinde metrekare başına 50 kg yük yeterli olabilirken, iç kesimlerde ve yüksek rakımlı bölgelerde bu değer 200 kg ve üzerine çıkabilmektedir.
Şemsiye yüzeyinin açısı, karın yüzeyde ne kadar süre kalacağını ve ne kadarının kendiliğinden tahliye olacağını belirler. Dik eğimli yapılar, karın yerçekimi etkisiyle aşağı kaymasına yardımcı olarak statik yükün azalmasını sağlar. Form açısından bakıldığında ise konik veya kubbe formundaki şemsiyeler, düz (flat) tasarımlara göre kar birikmesine karşı çok daha avantajlıdır. Yüzey pürüzsüzlüğü ve kullanılan kumaşın sürtünme katsayısı da karın kayma hızını etkiler. Eğer eğim yetersizse, kar yüzeyde tutunur ve biriktikçe ağırlığı katlanarak artar; bu da yapının iskelet sistemine aşırı basınç uygulanmasına neden olur.
Deniz seviyesinden yükseklik arttıkça, kar yağışının sıklığı ve yerde kalma süresi de artış gösterir. Rakım faktörü, hesaplamalarda kullanılan katsayıları doğrudan yükseltir; çünkü yüksek rakımlarda kar daha yoğun ve daha soğuk olduğu için tabaka tabaka birikme eğilimindedir. Yerel kar yağış katsayıları, o bölgeye has rüzgar koridorlarını, nem oranını ve çevredeki diğer yapıların karın savrulmasına olan etkisini kapsar. Bir vadinin içinde yer alan yapıyla, açık bir tepede yer alan yapının maruz kalacağı kar baskısı aynı olmayacaktır. Mühendisler, bu katsayıları kullanarak yapının güvenliğini garanti altına alan spesifik hesaplamalar yaparlar.
Türkiye'de yapıların tasarımında kullanılan temel standart olan TS 498, kar yükü hesaplamaları için net bir çerçeve çizer. Bu standarda göre Türkiye dört farklı kar bölgesine ayrılmıştır ve her bölge için zemin kar yükü değerleri rakıma bağlı olarak formüllerle belirlenmiştir. Standart, sadece zemindeki karı değil, bu karın yapı üzerindeki dağılımını ve çatı (veya şemsiye) eğimine göre nasıl azaltılacağını da detaylandırır. TS 498 kuralları, dış mekan yapılarının sadece estetik değil, aynı zamanda yasal ve teknik olarak güvenli olmasını sağlar. Profesyonel şemsiye üreticileri, tasarımlarını bu standartlardaki "P" (kar yükü) değerlerini kullanarak gerçekleştirirler.
Esnek malzemelerden üretilen şemsiye ve membran yapılar, betonarme binalardan farklı bir yük aktarım mekanizmasına sahiptir. Bu tür yapılarda kar yükü, kumaşın gerilimi (tension) aracılığıyla kollara ve oradan ana gövdeye iletilir. Analiz süreci, kumaşın bu yük altında ne kadar esneyeceğini ve bu esnemenin yapının formunu bozup bozmayacağını belirlemeyi amaçlar. Eğer gerilme doğru ayarlanmazsa, kar yükü altında "göllenme" (ponding) dediğimiz olay gerçekleşir ve bu da yapının en zayıf noktasından yırtılmasına veya kırılmasına yol açar.
Statik yük, karın yağdıktan sonra yapı üzerinde hareketsiz bir şekilde durmasıyla oluşan ağırlıktır. Özellikle rüzgarsız havalarda yağan ıslak kar, şemsiye yüzeyine yapışarak ciddi bir statik basınç oluşturur. Birikme riskleri, genellikle şemsiyenin dikiş yerlerinde veya kumaşın sarktığı bölgelerde yoğunlaşır. Eğer şemsiye yüzeyi tam gergin değilse, düşük kotlu bölgelerde kar birikmeye başlar; biriken her gram kar, kumaşı daha fazla aşağı çeker ve karın daha çok birikmesine neden olan bir kısır döngü yaratır. Bu riskin önüne geçmek için yapının her zaman maksimum gerginlikte tutulması ve periyodik olarak kontrol edilmesi elzemdir.
Kış şartlarında yapılar sadece karın ağırlığıyla değil, aynı zamanda rüzgarın yarattığı dinamik etkilerle de mücadele eder. Rüzgar, bir yandan karı savurarak şemsiyenin bir tarafında yığılmaya neden olurken (kar yığılması yükü), diğer yandan yapıya çarpma etkisiyle ek bir basınç uygular. Kar yükü altındaki bir şemsiye, rüzgar aldığında esneme kabiliyetini yitirdiği için kırılganlaşır. Dinamik yük analizi, karın biriktiği dengesiz durumları ve rüzgarın bu kar kütlesini nasıl hareket ettireceğini simüle eder. Bu iki kuvvetin birleşimi, çoğu zaman tek başına kar yükünün oluşturduğu etkinin iki katına kadar çıkabilir; bu nedenle tasarımlar rüzgar-kar kombinasyonu baz alınarak optimize edilir.
Dayanıklı bir kış şemsiyesi tasarımı, estetik kaygılardan ziyade mekanik sağlamlığı ön plana almalıdır. Yapının iskeleti, yüksek mukavemetli alüminyum alaşımlarından veya çelikten üretilmeli, bağlantı aparatları korozyona ve aşırı basınca dayanıklı olacak şekilde seçilmelidir. Tasarımda kar tahliyesini kolaylaştıracak keskin açılı bir geometri tercih edilmeli ve kumaş olarak su iticiliği yüksek, karın tutunmasını zorlaştıran teknik tekstil ürünleri kullanılmalıdır. Ayrıca, rüzgar kanalları ve esnek kol sistemleri, yükün tek bir noktada toplanmasını engelleyerek sistemin genelinde homojen bir dağılım sağlar.
Eğer halihazırda kullandığınız şemsiyeler kış şartları için özel olarak tasarlanmamışsa, mevsim öncesinde bazı güçlendirme çalışmaları yapmanız gerekebilir. Bu önlemler şemsiyenizin ömrünü uzatır:
Bu basit ama etkili yöntemler, yapının aşırı yük altında deforme olmasını engellemeye yardımcı olur.
Kar yükü nedeniyle oluşabilecek hasarların önüne geçmek için kış boyunca düzenli bir bakım ve temizlik rutini oluşturulmalıdır. Kar yağışı başladıktan sonra yapılacak müdahaleler, yapının sağlığını korumak adına kritik öneme sahiptir.
Düzenli temizlik ve kontrol, karın birikerek tehlikeli seviyelere ulaşmasını engelleyen en güvenli yöntemdir.
1954’te Sacettin Akaydın tarafından kurulan Akaydın Şemsiye, küçük bir çadır ve branda atölyesinden Türkiye’nin önde gelen şemsiye üreticilerinden biri haline gelmiştir. Rıfat ve Suat Akaydın kardeşlerin öncülüğünde büyüyen firma, bugün Çekmeköy’deki beş katlı tesisinde üretim yapmaktadır. 2009’da Suncool markasıyla markalaşan Akaydın Şemsiye, 2011’den bu yana fuarlarda yer almakta, ihracatı ve özgün tasarımlarıyla sektörde öncü konumunu sürdürmektedir.
